腾讯工程师带你深入解析 MySQL binlog
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作者：腾讯云数据库内核团队
原文标题：【腾讯云CDB】深入解析MySQL binlog
1.概述
binlog是Mysql sever层维护的一种二进制日志，与innodb引擎中的redo/undo log是完全不同的日志；其主要是用来记录对mysql数据更新或潜在发生更新的SQL语句，并以"事务"的形式保存在磁盘中；
作用主要有：
- 复制：MySQL Replication在Master端开启binlog，Master把它的二进制日志传递给slaves并回放来达到master-slave数据一致的目的
- 数据恢复：通过mysqlbinlog工具恢复数据
- 增量备份
2.binlog管理
- 开启binlogmy.cnf配置中设置：log_bin="存放binlog路径目录"
binlog信息查询binlog开启后，可以在配置文件中查看其位置信息，也可以在myslq命令行中查看： show variables like '%log_bin%'; +---------------------------------+-------------------------------------+ | Variable_name | Value | +---------------------------------+-------------------------------------+ | log_bin | ON | | log_bin_basename | /var/lib/mysql/3306/mysql-bin | | log_bin_index | /var/lib/mysql/3306/mysql-bin.index | | log_bin_trust_function_creators | OFF | | log_bin_use_v1_row_events | OFF | | sql_log_bin | ON | +---------------------------------+-------------------------------------+
binlog文件开启binlog后，会在数据目录（默认）生产host-bin.n（具体binlog信息）文件及host-bin.index索引文件（记录binlog文件列表）。当binlog日志写满(binlog大小max_binlog_size，默认1G),或者数据库重启才会生产新文件，但是也可通过手工进行切换让其重新生成新的文件（flush logs）；另外，如果正使用大的事务，由于一个事务不能横跨两个文件，因此也可能在binlog文件未满的情况下刷新文件 mysql> show binary logs; //查看binlog文件列表, +------------------+-----------+ | Log_name | File_size | +------------------+-----------+ | mysql-bin.000001 | 177 | | mysql-bin.000002 | 177 | | mysql-bin.000003 | 10343266 | | mysql-bin.000004 | 10485660 | | mysql-bin.000005 | 53177 | | mysql-bin.000006 | 2177 | | mysql-bin.000007 | 1383 | +------------------+-----------+
查看binlog的状态：show master status可查看当前二进制日志文件的状态信息，显示正在写入的二进制文件，及当前position mysql> show master status; +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+ | File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set | +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+ | mysql-bin.000007 | 120 | | | | +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
- reset master 清空binlog日志文件
3.binlog内容
默认情况下binlog日志是二进制格式，无法直接查看。可使用两种方式进行查看：
a. mysqlbinlog: /usr/bin/mysqlbinlog mysql-bin.000007 - mysqlbinlog是mysql官方提供的一个binlog查看工具， - 也可使用–read-from-remote-server从远程服务器读取二进制日志， - 还可使用--start-position --stop-position、--start-time= --stop-time精确解析binlog日志 截取位置1190-1352 binlog如下： *************************************************************************************** # at 1190 //事件的起点 #171223 21:56:26 server id 123 end_log_pos 1190 CRC32 0xf75c94a7 Intvar SET INSERT_ID=2/*!*/; #171223 21:56:26 server id 123 end_log_pos 1352 CRC32 0xefa42fea Query thread_id=4 exec_time=0 error_code=0 SET TIMESTAMP=1514123786/*!*/; //开始事务的时间起点 (每个at即为一个event) insert into tb_person set name="name__2", address="beijing", sex="man", other="nothing" //sql语句 /*!*/; # at 1352 #171223 21:56:26 server id 123 end_log_pos 1383 CRC32 0x72c565d3 Xid = 5 //执行时间，及位置戳，Xid:事件指示提交的XA事务 *************************************************************************************** b.直命令行解析 SHOW BINLOG EVENTS [IN 'log_name'] //要查询的binlog文件名 [FROM pos] [LIMIT [offset,] row_count] 1190-135如下：mysql> show binlog events in 'mysql-bin.000007' from 1190 limit 2\G *************************** 13. row *************************** Log_name: mysql-bin.000007 Pos: 1190 Event_type: Query //事件类型 Server_id: 123 End_log_pos: 1352 //结束pose点，下个事件的起点 Info: use `test`; insert into tb_person set name="name__2", address="beijing", sex="man", other="nothing" *************************** 14. row *************************** Log_name: mysql-bin.000007 Pos: 1352 Event_type: Xid Server_id: 123 End_log_pos: 1383 Info: COMMIT /* xid=51 */
4.binlog格式
Mysql binlog日志有ROW,Statement,MiXED三种格式；可通过my.cnf配置文件及 ==set global binlog_format='ROW/STATEMENT/MIXED'== 进行修改，命令行 ==show variables like 'binlog_format'== 命令查看binglog格式；。
- Row level: 仅保存记录被修改细节，不记录sql语句上下文相关信息优点：能非常清晰的记录下每行数据的修改细节，不需要记录上下文相关信息，因此不会发生某些特定情况下的procedure、function、及trigger的调用触发无法被正确复制的问题，任何情况都可以被复制，且能加快从库重放日志的效率，保证从库数据的一致性 缺点:由于所有的执行的语句在日志中都将以每行记录的修改细节来记录，因此，可能会产生大量的日志内容，干扰内容也较多；比如一条update语句，如修改多条记录，则binlog中每一条修改都会有记录，这样造成binlog日志量会很大，特别是当执行alter table之类的语句的时候，由于表结构修改，每条记录都发生改变，那么该表每一条记录都会记录到日志中，实际等于重建了表。 tip: - row模式生成的sql编码需要解码，不能用常规的办法去生成，需要加上相应的参数(--base64-output=decode-rows -v)才能显示出sql语句; - 新版本binlog默认为ROW level，且5.6新增了一个参数：binlog_row_image；把binlog_row_image设置为minimal以后，binlog记录的就只是影响的列，大大减少了日志内容
- Statement level: 每一条会修改数据的sql都会记录在binlog中优点：只需要记录执行语句的细节和上下文环境，避免了记录每一行的变化，在一些修改记录较多的情况下相比ROW level能大大减少binlog日志量，节约IO，提高性能；还可以用于实时的还原；同时主从版本可以不一样，从服务器版本可以比主服务器版本高 缺点：为了保证sql语句能在slave上正确执行，必须记录上下文信息，以保证所有语句能在slave得到和在master端执行时候相同的结果；另外，主从复制时，存在部分函数（如sleep）及存储过程在slave上会出现与master结果不一致的情况，而相比Row level记录每一行的变化细节，绝不会发生这种不一致的情况
- Mixedlevel level: 以上两种level的混合使用经过前面的对比，可以发现ROW level和statement level各有优势，如能根据sql语句取舍可能会有更好地性能和效果；Mixed level便是以上两种leve的结合。不过，新版本的MySQL对row level模式也被做了优化，并不是所有的修改都会以row level来记录，像遇到表结构变更的时候就会以statement模式来记录，如果sql语句确实就是update或者delete等修改数据的语句，那么还是会记录所有行的变更；因此，现在一般使用row level即可。
- 选取规则如果是采用 INSERT，UPDATE，DELETE 直接操作表的情况，则日志格式根据 binlog_format 的设定而记录 如果是采用 GRANT，REVOKE，SET PASSWORD 等管理语句来做的话，那么无论如何都采用statement模式记录
5.复制
复制是mysql最重要的功能之一，mysql集群的高可用、负载均衡和读写分离都是基于复制来实现的；从5.6开始复制有两种实现方式，基于binlog和基于GTID（全局事务标示符）；本文接下来将介绍基于binlog的一主一从复制；其复制的基本过程如下：
a.Master将数据改变记录到二进制日志(binary log)中 b.Slave上面的IO进程连接上Master，并请求从指定日志文件的指定位置（或者从最开始的日志）之后的日志内容 c.Master接收到来自Slave的IO进程的请求后，负责复制的IO进程会根据请求信息读取日志指定位置之后的日志信息，返回给Slave的IO进程。 返回信息中除了日志所包含的信息之外，还包括本次返回的信息已经到Master端的bin-log文件的名称以及bin-log的位置 d.Slave的IO进程接收到信息后，将接收到的日志内容依次添加到Slave端的relay-log文件的最末端，并将读取到的Master端的 bin-log的 文件名和位置记录到master-info文件中，以便在下一次读取的时候能够清楚的告诉Master从某个bin-log的哪个位置开始往后的日志内容 e.Slave的Sql进程检测到relay-log中新增加了内容后，会马上解析relay-log的内容成为在Master端真实执行时候的那些可执行的内容，并在自身执行
接下来使用实例演示基于binlog的主从复制：
a.配置master 主要包括设置复制账号，并授予REPLICATION SLAVE权限，具体信息会存储在于master.info文件中，及开启binlog； mysql> CREATE USER 'test'@'%' IDENTIFIED BY '123456'; mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'test'@'%'; mysql> show variables like "log_bin"; +---------------+-------+ | Variable_name | Value | +---------------+-------+ | log_bin | ON | +---------------+-------+ 查看master当前binlogmysql状态：mysql> show master status; +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+ | File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set | +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+ | mysql-bin.000003 | 120 | | | | +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+ 建表插入数据： CREATE TABLE `tb_person` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(36) NOT NULL, `address` varchar(36) NOT NULL DEFAULT '', `sex` varchar(12) NOT NULL DEFAULT 'Man' , `other` varchar(256) NOT NULL , PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=0 DEFAULT CHARSET=utf8; insert into tb_person set name="name1", address="beijing", sex="man", other="nothing"; insert into tb_person set name="name2", address="beijing", sex="man", other="nothing"; insert into tb_person set name="name3", address="beijing", sex="man", other="nothing"; insert into tb_person set name="name4", address="beijing", sex="man", other="nothing"; b.配置slave Slave的配置类似master，需额外设置relay_log参数，slave没有必要开启二进制日志，如果slave为其它slave的master，须设置bin_log c.连接master mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='10.108.111.14', MASTER_USER='test', MASTER_PASSWORD='123456', MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000003', MASTER_LOG_POS=120; d.show slave status; mysql> show slave status\G *************************** 1. row *************************** Slave_IO_State: ---------------------------- slave io状态，表示还未启动 Master_Host: 10.108.111.14 Master_User: test Master_Port: 20126 Connect_Retry: 60 ------------------------- master宕机或连接丢失从服务器线程重新尝试连接主服务器之前睡眠时间 Master_Log_File: mysql-bin.000003 ------------ 当前读取master binlog文件 Read_Master_Log_Pos: 120 ------------------------- slave读取master binlog文件位置 Relay_Log_File: relay-bin.000001 ------------ 回放binlog Relay_Log_Pos: 4 -------------------------- 回放relay log位置 Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000003 ------------ 回放log对应maser binlog文件 Slave_IO_Running: No Slave_SQL_Running: No Exec_Master_Log_Pos: 0 --------------------------- 相对于master从库的sql线程执行到的位置 Seconds_Behind_Master: NULL Slave_IO_State, Slave_IO_Running, 和Slave_SQL_Running为NO说明slave还没有开始复制过程。 e.启动复制 start slave f.再次观察slave状态 mysql> show slave status\G *************************** 1. row *************************** Slave_IO_State: Waiting for master to send event -- 等待master新的event Master_Host: 10.108.111.14 Master_User: test Master_Port: 20126 Connect_Retry: 60 Master_Log_File: mysql-bin.000003 Read_Master_Log_Pos: 3469 ---------------------------- 3469 等于Exec_Master_Log_Pos，已完成回放 Relay_Log_File: relay-bin.000002 || Relay_Log_Pos: 1423 || Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000003 || Slave_IO_Running: Yes || Slave_SQL_Running: Yes || Exec_Master_Log_Pos: 3469 -----------------------------3469 等于slave读取master binlog位置，已完成回放 Seconds_Behind_Master: 0 可看到slave的I/O和SQL线程都已经开始运行，而且Seconds_Behind_Master=0。Relay_Log_Pos增加，意味着一些事件被获取并执行了。 最后看下如何正确判断SLAVE的延迟情况，判定slave是否追上master的binlog： 1、首先看 Relay_Master_Log_File 和 Maser_Log_File 是否有差异； 2、如果Relay_Master_Log_File 和 Master_Log_File 是一样的话，再来看Exec_Master_Log_Pos 和 Read_Master_Log_Pos 的差异，对比SQL线程比IO线程慢了多少个binlog事件； 3、如果Relay_Master_Log_File 和 Master_Log_File 不一样，那说明延迟可能较大，需要从MASTER上取得binlog status，判断当前的binlog和MASTER上的差距； 4、如果以上都不能发现问题，可使用pt_heartbeat工具来监控主备复制的延迟。 g.查询slave数据，主从一致 mysql> select * from tb_person; +----+-------+---------+-----+---------+ | id | name | address | sex | other | +----+-------+---------+-----+---------+ | 5 | name4 | beijing | man | nothing | | 6 | name2 | beijing | man | nothing | | 7 | name1 | beijing | man | nothing | | 8 | name3 | beijing | man | nothing | +----+-------+---------+-----+---------+ 关于mysql复制的内容还有很多，比如不同的同步方式、复制格式情况下有什么区别，有什么特点，应该在什么情况下使用....这里不再一一介绍。
6.恢复
恢复是binlog的两大主要作用之一，接下来通过实例演示如何利用binlog恢复数据：
a.首先，看下当前binlog位置
mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| mysql-bin.000008 | 1847 | | | |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
b.向表tb_person中插入两条记录：
insert into tb_person set name="person_1", address="beijing", sex="man", other="test-1";
insert into tb_person set name="person_2", address="beijing", sex="man", other="test-2";
c.记录当前binlog位置：
mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+----------